Un investigador de la Universidad de Arkansas es parte de un equipo de astrónomos que han identificado un estallido de emisión de rayos X de una galaxia a aproximadamente 6.500 millones de años luz de distancia, lo que es consistente con la fusión de dos estrellas de neutrones para formar una magnetar -una gran estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente potente. Sobre la base de esta observación, los investigadores pudieron calcular que las fusiones como esta ocurren aproximadamente 20 veces al año en cada región de mil millones de años luz en cubos.
El equipo de investigación, que incluye a Bret Lehmer, profesor asistente de física en la Universidad de Arkansas, analizó datos del Observatorio de rayos X Chandra, el telescopio insignia de rayos X de la NASA.
La encuesta Chandra Deep Field-South incluye más de 100 observaciones de rayos X de una sola área del cielo durante un período de más de 16 años para recopilar información sobre galaxias en todo el universo. Lehmer, quien ha trabajado con el observatorio para15 años, colaboró con colegas en China, Chile y los Países Bajos, y en la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Nevada. El estudio fue publicado en Naturaleza .
Una estrella de neutrones es una estrella pequeña y muy densa, con un promedio de alrededor de 12 millas de diámetro. Las estrellas de neutrones se forman por el colapso de una estrella lo suficientemente masiva como para producir una supernova, pero no lo suficientemente masiva como para convertirse en un agujero negro. Cuando dos neutroneslas estrellas se fusionan para convertirse en una magnetar, el campo magnético resultante es 10 billones de veces más fuerte que un imán de cocina.
"Las estrellas de neutrones son misteriosas porque la materia en ellas es extremadamente densa y diferente a todo lo reproducible en un laboratorio", explicó Lehmer. "Todavía no tenemos una buena comprensión del estado físico de la materia en las estrellas de neutrones. Fusiones que involucranlas estrellas de neutrones producen muchos datos únicos que nos dan pistas sobre la naturaleza de las propias estrellas de neutrones y lo que sucede cuando chocan ".
Un descubrimiento previo de la fusión de dos estrellas de neutrones, que utilizó ondas gravitacionales y rayos gamma para hacer la observación, les dio a los astrónomos una nueva visión de estos objetos. El equipo de investigación utilizó esta nueva información para buscar patrones en los datos de rayos X del Observatorio Chandra quefueron consistentes con lo que aprendieron sobre la fusión de estrellas de neutrones.
Los investigadores encontraron un estallido de rayos X en los datos de la encuesta Chandra Deep Field-South. Después de descartar otras posibles fuentes de rayos X, determinaron que las señales provenían del proceso de dos estrellas de neutrones formando una magnetar.
"Una evidencia clave es cómo la señal cambió con el tiempo", dijo Lehmer. "Tuvo una fase brillante que se estabilizó y luego cayó de una manera muy específica. Eso es exactamente lo que esperarías de un magnetar queestá perdiendo rápidamente su campo magnético a través de la radiación ".
Se han realizado cálculos similares sobre la tasa de fusiones de estrellas de neutrones en base a las fusiones detectadas por las ondas gravitacionales y los rayos gamma, lo que fortalece el caso de utilizar datos de rayos X para encontrar eventos de fusión tan exóticos en el universo.
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Materiales proporcionados por Universidad de Arkansas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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